实现实时控制室的重新定位

天然气处理和压缩设施的控制室必须搬迁,这在应用过程中带来了许多挑战,并在应用过程中存在许多潜在的危险。项目包括控制面板升级、通信数字化、移动过程控制和过程安全系统。

通过泰德·霍夫曼和查尔斯·米尔斯 2022年11月30日
礼貌:aeSolutions

学习目标

  • 天然气设施的控制室必须搬迁到防爆模块(BRMs)。
  • 在众多挑战中,将硬连线的紧急停止(E-stop)电路迁移到新的控制室和控制面板,以最短的过渡时间,并且不会出现大范围停电。
  • 仔细的计划和工厂验收测试(FAT)帮助团队理解每件事情是如何工作的,并将混乱最小化。

控制室搬迁洞见

  • 在保持在线的情况下,搬迁能源生产设施中的控制室对于升级能力和避免服务中断是必要的,但也可能存在潜在的危险。
  • 优势包括标准化和现代化,包括自动化和过程控制通信的数字化与新的可编程逻辑控制器(plc);将硬布线的紧急停止(E-stop)电路迁移到新的控制室是一个特别的挑战。

由于对工厂人员的潜在爆炸危险,天然气(NG)处理和压缩设施的控制室必须搬迁到防爆模块(BRMs)。该项目需要升级控制面板、通信数字化以及移动过程控制和过程安全系统。这种复杂的人员保护转换需要在不关闭两个相互依赖的NG生产设施的情况下完成。关闭天然气将导致12个依赖天然气供应的石油生产设施的生产过程中断。

控制室,过程控制系统迁移项目的挑战

该设施通过直径达5英尺的管道向12个石油生产设施输送大量压缩天然气,通过巨大的燃气轮机实现压缩。需要评估的图纸、阀门、互连电线和控制方案的数量是广泛而复杂的。

正常的燃气操作控制,如涡轮控制、面板和阀门接口,如给工厂供气的主集气阀,必须迁移,其中包括基本过程控制系统(BPCS),安全系统消防和气体(F&G)系统,哈龙灭火电路和紧急停机(ESD)电路。

这些关键的过程控制和工厂安全系统的一个失误可能会导致设施瘫痪,这将会级联到依赖天然气运行的下游设施。此外,NG设施设备经历了50年的修改,并进行了多次升级,以普及和现代化多代设备,包括将硬连线信号数字化到基于PLC的新型可编程逻辑控制器(BPCS)。

E-stop迁移,过程隔离安全并发症

最大的挑战是将硬接线的紧急停止(E-stop)电路迁移到新的控制室,以最短的过渡时间和不发生大范围停电。事实上,由于完全关闭和重启所涉及的危险和复杂性,NG设施自几十年前投入使用以来只关闭过两次,而上一次完全关闭已经超过10年了。e -stop是操作人员在应对关键工艺漂移时的最后手段。当操作人员触发E-stop电路时,打开信号弹释放系统的阀门,关闭隔离阀,并关闭正在运行的设备。更复杂的是,E-stop电路是故障安全设计的,这意味着如果任何电路被打开,E-stop动作就会被触发。

项目经验:系统集成项目管理

显然,从项目的早期评估阶段到最后执行阶段,项目管理的单一联络点是规划和制定交接战略的关键。需要详细的提前规划,仔细考虑这个复杂项目的范围和涉及的众多利益相关者。任何捷径或跳过项目步骤的尝试都可能对有效的转换产生潜在的后果,因此了解大局和高级别活动,以及从中心焦点将特定任务委派给特定的人,对于成功至关重要。通过单一联络点进行沟通,确保所有输入、关切和反馈都得到接收和处理。

了解涉及的众多利益相关者是很重要的。项目团队是由具有不同背景和职责的人员组成的广泛网络,系统集成商帮助协调和集成受影响的涉众的需求和影响。所有团队都需要合作,以确定长期的可操作性限制,并/或减轻重新配置的系统潜在的未来可操作性问题。整合移动部分以制定项目执行策略是避免学科竖井组的关键。

当地的FAT实验室有助于团队确认设备的工作原理,验证详细的FAT计划和测试程序。礼貌:aeSolutions

当地的FAT实验室有助于团队确认设备的工作原理,验证详细的FAT计划和测试程序。礼貌:aeSolutions

项目成功的六个步骤包括控制系统、安全系统交接、出厂验收测试、控制面板升级

系统集成商设计了控制室,并负责项目的所有阶段,从概念和初步工程详细设计和管理复杂交接过程中的现场活动和人员。从对现有设施的全面调查开始,系统集成商对需要搬迁的设备和系统进行了编目,确定了涉及的利益相关者和资源,然后在不需要停机的情况下创建了一个详细的转换计划。项目的六个步骤是:

  1. 执行详细的选项分析,以评估潜在的最佳解决方案。

  2. 分析现有的终端和每根电线,以了解它的作用和临时旁路到位;维护一个记录良好的日志,以跟踪已经完成的工作。

  3. 制定分步交接程序、核对表和综合进度表,以确定具体人员和详细的日常任务,从而实现两个NG设施的交接。受影响的利益相关者包括设施工程师、操作员、支持人员、设计团队、承包商、供应商、施工人员和IT网络人员。维持了一个全面的责任矩阵,以协调所有所需的任务。

  4. 制定应急计划,以防范紧急事件,并降低在切换过程中阀门改变位置的风险,以确保安全;在交接过程中,所有关键阀门都有人员驻守,以监测和应对潜在的工艺危险;处理天然气是一项精密的练习,即使是管道压力、流速、温度和气体成分的最小变化也会产生巨大的影响。

  5. 建立本地集成中心,即工厂验收测试(FAT)实验室,召集设备和相关人员,确定安装额外面板的方法。他们还设计、制造、测试和提供了PLC和控制系统所需的新型控制面板,以及e -stop和F&G系统等安全系统。他们还制定了一项计划,在不造成停工的情况下,将现有的终端过渡到新的终端地点,并为FAT实验室内所有参与人员做好准备,以确保在现场实施过程中顺利过渡。

  6. 管理现场活动,帮助指导交接过程,同时实施交接计划,包括指导设施操作员、工程师、支持人员、施工和信息技术(IT)人员。

项目成果:项目管理、标准化、控制面板

系统集成商的角色从系统集成商演变为协调时间表、人员配备和编排整个割接项目的焦点。aeSolutions从调查现有设备和系统开始。通过项目管理的单一联络点,客户受益于方法和技术的标准化,更高程度的协调活动,以及更短的时间框架。集成商制定了执行策略,并找到了在处理概念工程、初步工程、详细设计以及制造和实现所需组件时将多个团队集成到计划中的方法。

当地的FAT实验室有助于团队确认设备的工作原理,验证详细的FAT计划和测试程序,并开发将测试面板与同一房间中的每个人连接起来的方法。设备在组装过程中和之后进行了评估,以验证其建造和操作符合设计规范。FAT实验室提供了一个非现场的机会,在设备运输到现场之前,协调和统一与设备相关的所有运动部件。这种集成策略节省了时间和交通成本,可以在不影响生产的情况下对NG操作工厂进行控制。最终,该项目实现了两个目标:1)NG设施的员工被重新安置到新的brm; 2)项目在没有关闭或操作设施的过程中断的情况下完成。

未来项目的经验教训:前端加载、代码和标准

由于这个项目的成功,集成商建立了一个项目开发团队,致力于复杂项目的范围开发和规划。该团队参与复杂项目的早期阶段,指导客户实现项目愿景,识别风险,就代码和标准提供建议,开发和明确范围,并咨询和检查项目进展。

这种对前端加载(FEL)的实际关注为项目经理和工程师实现项目愿景、管理风险、范围、进度、预算和期望铺平了道路。它还协调不同学科。

反过来,这些工作可以由技术领导和学科专家以最小的障碍执行,并产生最高质量的产品,安全、直观、可靠、可维护、适合目的并坚持标准和最佳实践。

泰德·霍夫曼,体育,高级项目开发工程师;查尔斯·米尔斯,自动化控制专家,兼有aeSolutions.由Chris Vavra编辑,web内容经理,CFE媒体和技术,cvavra@cfemedia.com

更多的答案

关键词:控制室迁移,系统集成

在线

参见//www.globalelove.com/system-integration/

考虑一下这个

什么专业您实施过系统集成项目吗?有哪些经验教训?


作者简介:Ted Hoffman是aeSolutions公司的高级项目开发工程师。他是一名过程控制系统工程师和项目经理,拥有超过32年的经验。作为一名专业的、以目标为导向的工程师,他在项目评估、概念和详细设计、编程、现场启动、项目领导和技术团队发展方面取得了成功。Charles Mills是aeSolutions公司的自动化控制专家。他拥有超过37年的自动化/控制工程师经验;14人在两家制造公司的工厂和设备工程环境工作,2.5人在系统集成商/OEM的输送机控制系统工作,超过19人在咨询工程领域工作。